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Course Type (SWS)
Lecture: 1 │ Exercise: 1 │ Lab: 1 │ Seminar: 0
Exam Number: ZKB 94123
Type of Lecture:

Exercises, MATLAB/Simulink Computer-Lab

Language: German
Cycle: WS
ECTS: 4
Exam Type Oral Exam (30 min.)
assigned Study Courses
assigned People
assigned Modules
Information
Beschreibung:

Fahrerassistenzsysteme (FAS) leisten einen zunehmend größeren Beitrag zur Reduzierung von Unfallzahlen im Straßenverkehr. Die Entwicklung von passiven und aktiven FAS ist insbesondere aufgrund der Interaktion derartiger Systeme mit dem Menschen komplex und kann nicht ausschließlich mit den - in der Automobilindustrie etablierten -Entwicklungsmethoden realisiert werden. Neben umfangreichen Probandenstudien in Prototypfahrzeugen werden verstärkt Fahrsimulatoren im Entwicklungsprozess eingesetzt.

Im Rahmen der Vorlesung werden aktuelle und zukünftige passive und aktive Fahrerassistenzsysteme im Detail diskutiert. Als Beispiele können die adaptive Geschwindigkeitsregelung bis in den Stillstand „ACC Stopp & Go“ oder Spurhalteassistenzsysteme, die den Fahrzeugführer in der Querführung durch Überlagerung von Lenkmomenten unterstützen, genannt werden. Ein besonderer Fokus wird auf die Funktionsstruktur und -realisierung der Systeme und auf die Kommunikation mit dem Menschen gelegt. Weiterhin werden die benötigten Hardwarekomponenten, wie Sensoren, Aktuatoren und Kommunikationsschnittstellen, behandelt.

Die Inhalte werden anhand von Computerübungen in der etablierten Entwicklungsumgebung MATLAB/Simulink begleitet. Hier werden ausgewählte Algorithmen für die Echtzeitsimulation im Fahrsimulator und auf Prototyp-Steuergeräten erarbeitet. Zusätzlich werden vorlesungsbegleitende Vortragsübungen angeboten, in denen die Vorlesungsinhalte durch praktische Beispiele ergänzt werden.

Lernziele:

Die Studierenden können die aktuellen Forschungsaktivitäten der Automobilhersteller (OEM) im Bereich Fahrerassistenzsysteme aufzeigen. Weiterhin beherrschen die Studierenden die spezielle Entwicklungsmethodik zur Realisierung von zukünftigen FAS in ihren Grundzügen. Insbesondere haben die Studierenden erweiterte Kenntnisse bezüglich des Einsatzes von Fahrsimulatoren im Entwicklungsprozess von Fahrerassistenzsystemen.

Neben den theoretischen Grundlagen erlernen die Studierenden erweiterte Kenntnisse in der Entwicklungssoftware MATLAB/Simulink und sind beispielsweise in der Lage, neue Algorithmen in eine echtzeitfähige Fahrsimulator-Simulationsumgebung zu integrieren.

Inhaltszusammenfassung:
- Grundlagen aktueller und zukünftiger Fahrerassistenzsysteme
- Grundlagen verschiedener Fahrsimulator-Technologien im Bereich Forschung & Entwicklung
- Grundlagen zur Entwicklungsmethodik von zukünftigen Fahrerassistenzsystemen
- Modellbildung und Simulation der Regelungsalgorithmen ausgewählter FAS
- Modellbildung und Simulation von FAS mit MATLAB/Simulink
- Integration der Algorithmen in die Fahrsimulator-Architektur des Lehrstuhls für Mechatronik (Echtzeitanwendungen)

Literatur:

- Schramm, D.: Modellbildung und Simulation der Dynamik von Kraftfahrzeugen, Springer Verlag
- Winner, H.: Handbuch Fahrerassistenzsysteme
- Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge, Springer Verlag
- Willumeit, H.-P.: Modelle und Modellierungsverfahren in der Fahrzeugdynamik, Teubner Verlag

Vorleistung:
Infolink:
Bemerkung:
Description:

Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) raise the level of vehicle safety in an extensive degree and therefore contribute to the decrease of the overall accident number. The development of ADAS is a complex task, because the human driver has to be integrated in the development process. The interaction strategies between human and machine (human machine interface) cannot be developed with classical development approaches of the automotive industry. Extensive studies in modern driving simulators and prototype vehicles have to be progressed.

The course covers state of the art and future, passive and active advanced driver assistance systems in detail. As examples, the adaptive cruise control and traffic jam assistant „ACC Stopp & Go“ and lane keeping assistance systems, which guide the driver on the center of the driving lane by overlaying steering wheel torques, are treated in detail. Special emphasizes are applied on the algorithms, the functionality, the technical realization and the interaction of such systems with the human driver. Furthermore, the required hardware components like sensors, actors and communication interfaces are treated.

The contents are support by computer labs. The students are qualified to operate the simulation software MATAB/Simulink and to implement selected algorithms in a real time environment. Additional exercises are provided to complement the lecture content with practical examples.

Learning Targets:

The students are enabled to illustrate the most important research activities of the automotive industry in the field of driver assistance systems. Furthermore, the students can handle the special development methods to realize future driver assistant systems. In particular, the students have advanced skills to apply driving simulators in the development process of advanced driver assistance systems.

Besides the theoretical background, extended skills in the simulation software MATLAB/Simulink are mediated. The students are able to integrate new driver assistance algorithms in a real time capable driving simulator environment.

Content:
- Basic principles regarding future driver assistance systems
- Research driving simulator technologies
- Development methods for advanced driver assistance systems
- Modeling and simulation of exemplary control algorithms for driver assistance systems
- Modeling and simulation of the overall driver assistance system in MATLAB/Simulink
- Implementation and integration of the underlying algorithms in the real time simulation environment of the driving simulator at the chair of mechatronics

Literature:

- Schramm, D.: Modellbildung und Simulation der Dynamik von Kraftfahrzeugen, Springer Verlag
- Winner, H.: Handbuch Fahrerassistenzsysteme
- Mitschke, M.: Dynamik der Kraftfahrzeuge, Springer Verlag
- Willumeit, H.-P.: Modelle und Modellierungsverfahren in der Fahrzeugdynamik, Teubner Verlag

Pre-Qualifications:
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